俯冲板块的三维初始化过程研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:41774105
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:D0407.地球内部物理和地球动力学(含地热学)
- 结题年份:2021
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:刘浩; 罗珽; 陈淼; 沈小兵;
- 关键词:
项目摘要
Studying the processes of subduction initiation is a key for understanding the Wilson cycle and improving the theory of plate tectonics. Previous studies investigated subduction initiation with geological synthesis and geodynamic modeling methods, discovering that subduction intends to initiate at the transform faults close to oceanic arcs, and that its evolutionary processes and surface volcanic expressions are controlled by plate strength. However, these studies are mainly conducted with 2-D models, which cannot deal with lateral heterogeneities of crustal thickness and strength along the plate interfaces. We plan to extend the 2-D model to a 3-D parallel subduction model with high computational efficiency. With the new model, we study the dynamic controlling factors, morphology evolutionary processes and surface expressions for subduction initiation with lateral heterogeneities of material properties along transform faults and passive margins. The expected results will significantly enhance our understanding for the formation of new trenches and the breakoff processes of subducting plate. The results can also provide geodynamic modeling explanations for the observed remnant slabs in the upper mantle and the surface volcanic expressions.
研究俯冲板块的初始化过程是理解威尔逊循环和完善板块构造理论的关键。之前的研究使用地质学资料和动力学数值模型对板块的初始化过程进行了探讨,发现俯冲带易于在岛弧附近的转换断层产生,其形态演化过程受板块强度控制并在地表产生相应的火山活动。但是这些研究主要使用二维模型,无法研究当沿板块边界存在地壳厚度和强度的不均匀性时俯冲板块的初始化过程。我们计划将之前的二维模型进行拓展以发展出一套高效的三维并行化俯冲模型,并用来研究当相邻板块在沿转换断层或被动大陆边缘存在侧向物质不均匀性时俯冲带初始化的动力学控制因素,以及发生俯冲初始化时三维板块的形态变化过程和地表表现形式。研究结果将增加我们对海沟形成过程和板块断裂变形过程的理解,并能对实际观测到的板块在地幔中的残余形态分布和地表的火山分布特征给出动力学模型解释。
结项摘要
研究俯冲板块的初始化过程是理解威尔逊循环和完善板块构造理论的关键。我们构建了一套功能完善,计算能力和计算效率强大的三维数值模型作为研究三维俯冲板块初始化过程的基础,并用来研究当相邻板块在沿转换断层或被动大陆边缘存在侧向物质不均匀性时俯冲带初始化的动力学控制因素,以及发生俯冲初始化时板块的形态变化过程和地表表现形式。我们取得了以下主要创新性成果:(1)发现当三维俯冲起始时,构成三维俯冲的板块夹角对其板块形态和俯冲角度具有重要的影响,可以有效解释通过地震学观测得到的板块的形态。(2)发现俯冲板块的起始过程能够造成上覆克拉通岩石圈的大规模破坏,这种破坏过程与距海沟的距离密切相关,能够解释当前保存下来的克拉通岩石圈的地质分布特征。(3)发现由俯冲极性反转造成的俯冲板块的起始过程分为自发的和诱发的两种,分别对应于不同的演化过程,能够很好的解释对应过程的地表地形分布特征。依托该项目的研究,我们共在国际一流期刊上发表了标注项目资助的论文11篇,其中9篇为Nature Index论文。这些成果加深了我们对于俯冲板块三维初始化过程的理解,为后续进一步解决板块运动的起源这一重大地学前沿问题提供了很好的研究基础和参考。
项目成果
期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
Destruction of Cratonic Lithosphere Induced by Oceanic Subduction Initiation
大洋俯冲引发的克拉通岩石圈破坏
- DOI:10.1029/2020gl089140
- 发表时间:2020-08
- 期刊:Geophysical Research Letters
- 影响因子:5.2
- 作者:Chen Miao;Shen Xiaobing;Leng Wei;Chen Ling
- 通讯作者:Chen Ling
Tarim Large Igneous Province Caused by a Wide and Wet Mantle Plume
宽而潮湿的地幔柱形成的塔里木大火成岩省
- DOI:10.1029/2019jb019001
- 发表时间:2020-05
- 期刊:JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SOLID EARTH
- 影响因子:3.9
- 作者:Liu Hao;Leng Wei
- 通讯作者:Leng Wei
The combined effects of post-spinel and post-garnet phase transitions on mantle plume dynamics
尖晶石后和石榴石后相变对地幔柱动力学的综合影响
- DOI:10.1016/j.epsl.2018.05.031
- 发表时间:2018-08
- 期刊:Earth and Planetary Science Letters
- 影响因子:5.3
- 作者:Liu Hao;Wang Wenzhong;Jia Xinghua;Leng Wei;Wu Zhongqing;Sun Daoyuan
- 通讯作者:Sun Daoyuan
Plume-Tree Structure Induced by Low-Viscosity Layers in the Upper Mantle
上地幔低粘度层诱发的羽树结构
- DOI:10.1029/2019gl086508
- 发表时间:2020
- 期刊:Geophysical Research Letters
- 影响因子:5.2
- 作者:Liu Hao;Leng Wei
- 通讯作者:Leng Wei
The Mode of Trench-Parallel Subduction of the Middle Ocean Ridge
中洋脊海沟平行俯冲模式
- DOI:10.3389/feart.2021.781117
- 发表时间:2021-11
- 期刊:Frontiers in Earth Science
- 影响因子:2.9
- 作者:Xiaobing Shen;Wei Leng
- 通讯作者:Wei Leng
共 10 条
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其他文献
联用筛析法与激光法进行粒度接序分析的界点选择
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- 通讯作者:冷伟
冰后期以来长江水下三角洲层序地层特征及沉积环境演化
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- 发表时间:2017
- 期刊:古地理学报
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- 作者:苏建锋;范代读;冷伟;陈玲玲;印萍
- 通讯作者:印萍
高维Hilbert曲线的编码与解码算法设计
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- 发表时间:2015
- 期刊:数值计算与计算机应用
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- 作者:刘辉;冷伟;崔涛
- 通讯作者:崔涛
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- 发表时间:2020
- 期刊:水利水电技术
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- 作者:冷伟;郑鼎聪;周建方
- 通讯作者:周建方
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冷伟的其他基金
地幔热柱与660公里相变面以及大陆岩石圈的相互作用及其对地表地质和地形的影响
- 批准号:41374102
- 批准年份:2013
- 资助金额:85.0 万元
- 项目类别:面上项目